技術領域

本發明涉及信息編碼，更具體地說，本發明涉及對具有更高的信息密度的信息進行編碼的方法和裝置。本發明還涉及由編碼信息生成調制信號、由編碼信息生成記錄介質、以及記錄介質本身。本發明還涉及對編碼信息進行解碼的方法和裝置，以及從調制信號和/或記錄介質中解碼編碼信息的方法和裝置。

背景技術

當數據通過傳輸線傳輸或記錄到記錄介質，如磁盤、光盤或磁光盤上時，在傳輸或記錄之前，數據被調制成與傳輸線或記錄介質相匹配的代碼。

游程長度受限碼(Run?length?limited?code)，也就是通常所稱的(d，k)編碼，已經廣泛地成功應用在現代的磁和光記錄系統中。K.A.Schouhamer?Immink在名為《大規模數據存儲系統編碼》(ISBN?90-74249-23-X，1999)的書中敘述了這樣的編碼以及進行這樣的編碼的方法。游程長度受限碼是早先的不歸零記錄碼的擴展，其中記錄的二進制“0”是由不改變記錄介質(磁通量)來表示的，而二進制“1”是由記錄磁通量從一個方向轉變到相反方向來表示的。

在(d，k)碼中，保持了上述的記錄規則，同時有另外的約束，即在連續的“1”之間至少要記錄d個“0”，并且在連續的“1”之間不能記錄超過k個的“0”。第一條約束避免了因為連續地記錄一系列的“1”時復制轉變的脈沖擁擠造成的碼元間干擾。第二條約束確保能夠通過將鎖相環“鎖定”到復制的轉變上而由復制數據恢復時鐘。如果有太長的由不含“1”的連續的“0”組成的連續串，重新生成鎖相環的時鐘會變得不同步。例如，在(2，7)編碼中，在記錄的“1”之間至少有兩個“0”，并且在記錄的“1”之間不能有超過7個的連續記錄的“0”。

通過模2積分運算將一系列編碼位轉變成由具有高或低信號值的位單元組成的相應的調制信號。在調制信號中，“1”位由高信號值到低信號值的轉變或相反的轉變來表示，而“0”位由調制信號中沒有變化而表示。

這樣的編碼的信息傳遞效率一般由比率表示，這是信息字的位數(m)比碼字的位數(n)的商值(即m/n)。理論上的最大編碼比率，設數值為d和k，稱為香農信道容量(Shannon?capacity)。圖1列出了d＝2的對k的香農信道容量C(d，k)。我們知道，對于(2，7)編碼，香農信道容量C(2，7)的值為0.5174。這意味著(2，7)編碼的比率不可能大于0.5174。在實際的編碼中，要求比率為有理分數，并約定上述(2，7)編碼的比率為1/2。這個1/2比率比0.5174的香農信道容量稍小一些，所以這個編碼具有更高的效率。為了達到1/2的比率，將1個無約束的數據位映射成2個約束的編碼位。

具有1/2比率的(2，7)編碼和實現相關編碼器和解碼器的方法在本領域是公知的。在Eggenberger和Hodges的題為《可變字長順序編碼與解碼，固定比率數據編碼》的第4,115,768號美國專利中公開了一種編碼器，其輸出序列滿足游程長度的限制。

但是，需要有更加高效的編碼，以提高例如記錄介質或傳輸線上的信息密度。

發明內容

在根據本發明的轉換方法和裝置中，以大于1/2的比率將m位信息字轉換成n位的碼字。從而可以在更小的空間內存儲同樣的信息量，提高了信息密度。

在本發明中，將n位碼字分為第一種類型、第二種類型和第三種類型，并分為第一種、第二種和第三種編碼狀態，從而，如果先前的m位信息字被轉換成第一種類型的n位碼字，則將m位信息字轉換成第一、第二或第三種n位碼字，如果先前的m位信息字被轉換成第二種類型n位碼字，則轉換成第一或第三種n位碼字，如果先前的m位信息字被轉換成第三種類型n位碼字，則轉換成第一種n位碼字。另外，屬于不同編碼狀態的碼字組不包含任何共同的碼字。在一個實施例中，第一種類型n位碼字以“00”結束，第二種類型n位碼字以“10”結束，第三種類型n位碼字以“01”結束，屬于第一種狀態的n位碼字以“00”開始，屬于第二種狀態的n位碼字以“00”、“01”或“10”開始，屬于第三種狀態的n位碼字以“00”或“01”開始。另外，在本發明的實施例中，n位碼字滿足對(2，k)的dk約束，從而在連續的“1”之間有至少2個、至多k個“0”。

在本發明的另一個實施例中，根據本發明的編碼裝置和方法用于在記錄介質上記錄信息，以及根據本發明生成記錄介質。

在本發明的另一個實施例中，根據本發明的編碼裝置和方法還用于發送信息。